專利名稱：正交頻分多址系統(tǒng)中的導(dǎo)頻子載波分組方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種正交頻分多址(OFDMA)系統(tǒng)中的導(dǎo)頻子載波分組方法。
背景技術(shù)：
早在20世紀(jì)60年代，正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)作為一種無線通信系統(tǒng)的高速傳輸技術(shù)就已經(jīng)被提出。近些年來，由于數(shù)字信號處理技術(shù)和ASIC技術(shù)的飛速發(fā)展，OFDM系統(tǒng)的實現(xiàn)已經(jīng)成為現(xiàn)實，OFDM技術(shù)再度受到廣泛的關(guān)注。
目前，隨著移動通信系統(tǒng)的發(fā)展，已經(jīng)為用戶提供了能夠支持各種新型業(yè)務(wù)的個人移動通信終端。因為這些業(yè)務(wù)需要傳輸大量的數(shù)據(jù)，所以移動通信系統(tǒng)要求更高的比特傳輸速率。在常規(guī)的單載波系統(tǒng)中，如果使用更高的比特傳輸速率，會因為符號間干擾(ISI)和無線信道的深度頻率選擇性衰落而給信號的有效接收帶來困難。OFDM技術(shù)具有對抗ISI的能力，同時可以提供很高的頻譜效率，因此被視為下一代無線移動通信系統(tǒng)最有可能采用的傳輸技術(shù)之一。OFDM技術(shù)已經(jīng)在數(shù)字用戶環(huán)路、數(shù)字音頻/視頻廣播、無線局域網(wǎng)和無線城域網(wǎng)等諸多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
OFDMA系統(tǒng)是基于OFDM技術(shù)的多用戶通信系統(tǒng)。OFDMA系統(tǒng)的基本原理是將整個OFDM子載波劃分為很多子載波組，稱為子信道。不同的用戶在同一時間可以使用不同的子信道。OFDMA系統(tǒng)不僅繼承了OFDM的優(yōu)點，同時還具有更靈活的數(shù)據(jù)傳輸率。在OFDMA系統(tǒng)中，為了更好地估計信道參數(shù)，少量的子載波還用來傳輸導(dǎo)頻信息，稱為導(dǎo)頻子載波，而用來傳輸數(shù)據(jù)的子載波稱為數(shù)據(jù)子載波。
在目前的OFDMA系統(tǒng)中，導(dǎo)頻符號的子載波分組與特定用戶無關(guān)。比如，在進(jìn)行上行鏈路信道估計時，對導(dǎo)頻符號的子載波進(jìn)行大小相同的分組，而這種導(dǎo)頻符號的子載波分組方法由于沒有考慮到不同用戶的不同信道特點，必須根據(jù)系統(tǒng)的最大多徑時延進(jìn)行固定分組，因此可以同時支持的上行用戶數(shù)和/或天線數(shù)較少，且固定不變。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的是提出一種OFDMA系統(tǒng)中的導(dǎo)頻子載波分組方法，以使得OFDMA系統(tǒng)能夠同時支持更多的用戶數(shù)和/或天線數(shù)。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方法是這樣實現(xiàn)的一種OFDMA系統(tǒng)中的導(dǎo)頻子載波分組方法，針對用戶u，對導(dǎo)頻符號內(nèi)的子載波進(jìn)行分組，其中用戶u的導(dǎo)頻子載波分組數(shù)和所述導(dǎo)頻符號的數(shù)目都是可變的，并且用戶u的每組導(dǎo)頻子載波分組中的子載波數(shù)相等；其中，u的取值范圍為從1到U，U為OFDMA系統(tǒng)中的所有用戶數(shù)。
當(dāng)所述OFDMA系統(tǒng)中無線信道的最大多普勒頻率偏移增大時，所述導(dǎo)頻符號數(shù)的最大值降低。
當(dāng)所述OFDMA系統(tǒng)需要同時支持的用戶數(shù)和/或天線數(shù)增加時，所述導(dǎo)頻符號數(shù)增加。
當(dāng)所述OFDMA系統(tǒng)需要提高頻譜效率時，所述導(dǎo)頻符號數(shù)降低。
所述導(dǎo)頻符號數(shù)為P，導(dǎo)頻符號數(shù)最小值為Pmin，導(dǎo)頻符號數(shù)最大值為Pmax，該OFDMA系統(tǒng)中無線信道的最大多普勒頻率偏移為fm，P的取值范圍為1=Pmin≤P≤Pmax∝1fm.]]>當(dāng)用戶u的最大多徑時延Lu增加時，該用戶u的導(dǎo)頻子載波分組數(shù)的最小值Gumin增加，并且Gumin≥Lu]]>，且Gumin是2的冪次。
當(dāng)所述OFDMA系統(tǒng)需要同時支持的用戶數(shù)和/或天線數(shù)增加時，每個用戶的導(dǎo)頻子載波分組數(shù)降低。
當(dāng)無線信道估計的精度要求越高時，每個用戶的導(dǎo)頻子載波分組數(shù)越大。
Lu≤Gumin≤Gu≤Gumax=N;]]>其中Lu為第u個用戶的最大多徑時延；Gumin為第u個用戶的導(dǎo)頻子載波分組數(shù)的最小值；Gumin為第u個用戶的導(dǎo)頻子載波分組數(shù)的最大值；Gu為第u個用戶的子載波分組數(shù)，并且Gu是2的冪次；N為OFDM符號的子載波數(shù)。
該方法進(jìn)一步包括，為用戶u的每根天線從屬于相同或不同導(dǎo)頻符號的每個子載波分組中，選擇一個導(dǎo)頻子載波。
當(dāng)基站沒有用戶信道的先驗信息時，為用戶u的每根天線從屬于相同或不同導(dǎo)頻符號的每個子載波分組中，隨機(jī)選擇一個導(dǎo)頻子載波，只要不與本用戶的其他天線和其他用戶的天線選擇相同的導(dǎo)頻子載波即可。
當(dāng)基站具有用戶信道的先驗信息時，為用戶u的每根天線從屬于相同或不同導(dǎo)頻符號的每個子載波分組中，選擇一個不處于窄帶干擾所在位置或窄帶干擾較弱位置的導(dǎo)頻子載波，且同時要滿足不與本用戶的其他天線和其他用戶的天線選擇相同的導(dǎo)頻子載波。
該方法進(jìn)一步包括A、對用戶u的天線k的導(dǎo)頻位置進(jìn)行LS信道估計，得到Gu個導(dǎo)頻位置的LS信道估計結(jié)果，其中k的取值范圍為1到Ku，Ku為用戶u的天線數(shù)，Gu為第u個用戶的子載波分組數(shù)，并且Gu是2的冪次；B、將所述Gu個導(dǎo)頻位置的LS信道估計結(jié)果映射到一個OFDM符號內(nèi)，得到N×1維矢量 其中t∈{1，...，P}，n∈{1，...，N}；N為OFDM符號的子載波數(shù)，P為導(dǎo)頻符號數(shù)，t為時域變量，n為頻域變量；C、當(dāng)Gu≤Gumin]]>時，對所述 中Gu個導(dǎo)頻位置的LS信道估計結(jié)果進(jìn)行插值運算，得到用戶u的天線k的完整的頻域信道響應(yīng) 其中Gumin為第u個用戶的導(dǎo)頻子載波分組數(shù)的最小值。
該方法進(jìn)一步包括A、對用戶u的天線k的導(dǎo)頻位置進(jìn)行LS信道估計，得到Gu個導(dǎo)頻位置的LS信道估計結(jié)果，其中k的取值范圍為1到Ku，Ku為用戶u的天線數(shù)，Gu為第u個用戶的子載波分組數(shù)，并且Gu是2的冪次；B、將所述Gu個導(dǎo)頻位置的LS信道估計結(jié)果映射到一個OFDM符號內(nèi)，得到N×l維矢量 其中t∈{1，...，P}，n∈{1，...，N}；N為OFDM符號的子載波數(shù)，P為導(dǎo)頻符號數(shù)，t為時域變量，n為頻域變量；C、當(dāng)Gu>Gumin]]>時，對所述 中Gu個導(dǎo)頻位置的LS信道估計值進(jìn)行插值運算，得到每個子載波分組中第一個子載波位置的信道估計 H‾uk=[H‾u,1k,...,H‾u,Guk]T;]]>D、對插值得到的Gu個子載波分組中第一個子載波位置的信道估計 進(jìn)行Gu點的逆傅立葉變換IFFT，得到用戶u的天線k的時域信道沖激響應(yīng)估計 h‾uk=IFFT(H‾uk)=[h‾u,1k,...,h‾u,Guk]T;]]>E、對 進(jìn)行截短和補零，得到 F、對 進(jìn)行N點的傅立葉變換FFT，得到用戶u的天線k的完整的頻域信道響應(yīng)Huk~=FFT(huk~).]]>
所述插值運算為線性插值運算。
從上述技術(shù)方法中可以看出，在本發(fā)明中，針對OFDMA系統(tǒng)中的每一用戶u，在對導(dǎo)頻符號內(nèi)的子載波進(jìn)行分組時，用戶u的導(dǎo)頻子載波分組數(shù)和導(dǎo)頻符號的數(shù)目都是可變的，并且用戶u的每組導(dǎo)頻子載波分組中的子載波數(shù)相等。同時，在本發(fā)明中根據(jù)無線信道的最大多普勒頻率偏移、系統(tǒng)需要同時支持的用戶數(shù)和/或天線數(shù)、系統(tǒng)的頻譜效率需求來設(shè)置導(dǎo)頻符號數(shù)；根據(jù)系統(tǒng)需要同時支持的用戶數(shù)和/或天線數(shù)、無線信道估計的精度需求、每一用戶的最大多徑時延來設(shè)置每個用戶的導(dǎo)頻子載波分組數(shù)；因此本發(fā)明在系統(tǒng)可同時支持的用戶數(shù)和/或天線數(shù)與系統(tǒng)的頻譜效率需求之間實現(xiàn)了折中均衡，在系統(tǒng)可同時支持的用戶數(shù)和/或天線數(shù)與無線信道估計精度之間實現(xiàn)了折中均衡，所以能夠通過動態(tài)改變導(dǎo)頻符號數(shù)以及不同用戶導(dǎo)頻子載波的分組數(shù)，同時支持盡可能多的用戶數(shù)和/或天線數(shù)。
另外，本發(fā)明通過進(jìn)行導(dǎo)頻子載波分組和在每組內(nèi)進(jìn)行導(dǎo)頻子載波選擇，能夠借助分配給每個用戶的部分頻率資源獲取所有活動用戶的所有天線的完整頻域信道響應(yīng)。
同時，在本發(fā)明中，基站可以根據(jù)窄帶干擾的分布情況，自適應(yīng)地為用戶選取相應(yīng)的導(dǎo)頻子載波，從而避免或減小窄帶干擾的影響，以提高信道估計性能。并且，本發(fā)明中根據(jù)用戶使用的導(dǎo)頻子載波分組數(shù)，能夠自適應(yīng)地選取信道估計算法，從而兼顧信道估計的性能和復(fù)雜度。


圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的導(dǎo)頻子載波分組示意圖。
圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例的為每個用戶的每根天線在相應(yīng)的子載波分組中選取導(dǎo)頻子載波的示意圖。
圖3為根據(jù)本發(fā)明實施例為每個用戶的每根天線在相應(yīng)的子載波分組中選取導(dǎo)頻子載波與相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的對比圖。
圖4為根據(jù)本發(fā)明實施例的自適應(yīng)MIMO-OFDMA系統(tǒng)中上行鏈路信道估計流程示意圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方法和優(yōu)點表達(dá)得更加清楚明白，下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明再作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
本發(fā)明的主要思想是通過動態(tài)改變導(dǎo)頻符號數(shù)以及不同用戶導(dǎo)頻子載波的分組數(shù)，在系統(tǒng)可同時支持的用戶數(shù)和/或天線數(shù)與系統(tǒng)的頻譜效率需求之間實現(xiàn)均衡，在系統(tǒng)可同時支持的用戶數(shù)和/或天線數(shù)與無線信道估計精度之間實現(xiàn)均衡，從而使得OFDMA系統(tǒng)能夠同時支持更多的用戶數(shù)和/或天線數(shù)。
下面對本發(fā)明的算法進(jìn)行詳細(xì)說明，首先給出符號定義N為OFDM符號的子載波數(shù)；P為導(dǎo)頻符號數(shù)；U為OFDMA系統(tǒng)的用戶數(shù)；Gu為第u個用戶對導(dǎo)頻子載波進(jìn)行分組的數(shù)目，其中Gu是2的冪次，u＝1，2，...，U；Mu是第u個用戶的每個子載波分組所包含的子載波數(shù)目，u＝1，2，...，U；Ku是第u個用戶的天線數(shù)，u＝1，2，...，U；Lu是第u個用戶的最大多徑時延，u＝1，2，．..，U；首先，針對每一用戶u，對導(dǎo)頻符號內(nèi)的子載波進(jìn)行分組，其中用戶u的導(dǎo)頻子載波分組數(shù)和導(dǎo)頻符號的數(shù)目是可變的，并且用戶u的每個導(dǎo)頻子載波分組中的子載波數(shù)相等；其中，u的取值范圍為從1到U，U為OFDMA系統(tǒng)中的所有用戶數(shù)。
也就是說，首先需要針對每個用戶分別對P個導(dǎo)頻符號內(nèi)的子載波進(jìn)行分組，即將N個子載波分成大小相同的Gu組，每組的子載波數(shù)目Mu=NGu.]]>
圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的導(dǎo)頻子載波分組示意圖。如圖1所示，給出了一個數(shù)據(jù)幀的示意圖。該數(shù)據(jù)幀包含導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)兩個部分，數(shù)據(jù)部分位于導(dǎo)頻部分之后，導(dǎo)頻部分共包含了P個OFDM導(dǎo)頻符號。
分別針對每個用戶的信道條件，比如最大多徑時延，對P個導(dǎo)頻符號內(nèi)的子載波進(jìn)行分組，其中同一用戶的不同導(dǎo)頻符號的子載波分組方法相同。也就是說，將N個子載波分成大小相同的Gu組，每組的子載波數(shù)目Mu=NGu.]]>其中，導(dǎo)頻符號數(shù)P和子載波分組的數(shù)目Gu都是動態(tài)可變的。
導(dǎo)頻符號數(shù)P的取值取決于無線信道隨時間變化的快慢、系統(tǒng)需要同時支持的用戶數(shù)和/或天線數(shù)和系統(tǒng)的頻譜效率。
當(dāng)無線信道隨時間變化的越快時，即最大多普勒頻移fm越大，P的理論最大值Pmax就應(yīng)該越小，滿足Pmax∝1fm;]]>當(dāng)系統(tǒng)需要同時支持的用戶數(shù)和/或天線數(shù)越多時，P的取值就應(yīng)該越大，當(dāng)系統(tǒng)需要同時支持的用戶數(shù)和/或天線數(shù)越少時，P的取值就可以越?。划?dāng)系統(tǒng)的頻譜效率要求越高，P的取值就應(yīng)該越小，當(dāng)系統(tǒng)的頻譜效率要求越低，P的取值就可以越大；綜上可知，P的取值應(yīng)該落在如下范圍內(nèi)1=Pmin≤P≤Pmax∝1fm]]>此處，P的具體取值的大小則需要根據(jù)不同的系統(tǒng)要求進(jìn)行折中考慮，也就是說，根據(jù)同時支持的用戶數(shù)和/或天線數(shù)和頻譜效率的均衡關(guān)系來折中考慮P的具體取值。
第u個用戶的子載波分組數(shù)Gu的取值取決于無線信道的最大多徑時延Lu、系統(tǒng)需要同時支持的用戶數(shù)和/或天線數(shù)和信道估計精度。
當(dāng)Lu的取值越大時，子載波分組數(shù)Gu的理論最小值Gumin就越大，應(yīng)該滿足Gumin≥Lu,]]>且Gumin是2的冪次；當(dāng)系統(tǒng)需要同時支持的用戶數(shù)和/或天線數(shù)越多時，Gu的取值應(yīng)該越小，當(dāng)系統(tǒng)需要同時支持的用戶數(shù)和/或天線數(shù)越少時，Gu的取值可以越大；當(dāng)信道估計的精度要求越高時，Gu的取值應(yīng)該越大，當(dāng)信道估計的精度要求越低時，Gu的取值可以越小；綜上可知，Gu的取值通常應(yīng)該落在如下范圍內(nèi)Lu≤Gumin≤Gu≤Gumax=N]]>此處，Gu的具體取值的大小則需要根據(jù)不同的系統(tǒng)要求進(jìn)行折中考慮，也就是說，根據(jù)同時支持的用戶數(shù)和/或天線數(shù)和信道估計精度之間的均衡折中考慮Gu的具體取值。
因此，系統(tǒng)可同時支持的用戶數(shù)和/或天線數(shù)存在如下約束條件Σu=1UKu·Gu≤P·N]]>可見，為了同時支持盡可能多的用戶數(shù)和/或天線數(shù)，可以在信道條件允許的前提下，增大P的取值和/或減小Gu的取值?？紤]到無線信道的指數(shù)衰落特性，為了同時支持盡可能多的用戶數(shù)和/或天線數(shù)，Gu的取值甚至可以小于理論最小值Gumin，比如可能Gu=Gumin2,]]>顯然這樣會帶來信道估計性能一定程度的下降，但是能夠增加系統(tǒng)同時支持的用戶數(shù)和/或天線數(shù)。
根據(jù)上述說明完成動態(tài)子載波分組以后，接下來進(jìn)一步為每個用戶的每根天線在相應(yīng)的子載波分組中選取導(dǎo)頻子載波。用戶u的每根天線能且僅能占用每個子載波分組中的一個子載波，但是該子載波分組可以處于P個導(dǎo)頻符號中的任意一個。
圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例的為每個用戶的每根天線在相應(yīng)的子載波分組中選取導(dǎo)頻子載波的示意圖。從圖2可以看出，每個用戶的每根天線必須且只能占用相應(yīng)每個導(dǎo)頻子載波分組中的一個導(dǎo)頻子載波，并且所有用戶的所有天線的導(dǎo)頻子載波位置不能相互重疊。
同時，用戶u在每個子載波分組中選取導(dǎo)頻子載波由基站進(jìn)行控制時，可以分為兩種情況當(dāng)在通信的建立階段時，基站往往缺乏用戶信道的先驗信息，此時基站只需為用戶u的每根天線在每個子載波分組中隨機(jī)選取一個導(dǎo)頻子載波，只要保證不與現(xiàn)有用戶天線的導(dǎo)頻子載波重復(fù)即可；當(dāng)在通信的持續(xù)階段時，基站往往具有用戶信道的先驗信息，此時基站根據(jù)窄帶干擾的分布情況，為用戶u的每根天線在每個子載波分組中選取一個導(dǎo)頻子載波。在保證不與現(xiàn)有用戶天線的導(dǎo)頻子載波重復(fù)的前提下，盡可能避免選擇窄帶干擾所在位置的導(dǎo)頻子載波，從而提高信道估計性能。
圖3為根據(jù)本發(fā)明實施例為每個用戶的每根天線在相應(yīng)的子載波分組中選取導(dǎo)頻子載波與現(xiàn)有技術(shù)的對比圖。從圖3可以看出，現(xiàn)有技術(shù)在選擇導(dǎo)頻子載波時沒有考慮窄帶干擾的影響，有可能出現(xiàn)所選取的導(dǎo)頻子載波位置處存在窄帶干擾，這樣顯然就會影響信道估計的性能。而采用本發(fā)明中的導(dǎo)頻子載波選取方法，就能夠有效地避免或減小窄帶干擾的影響，從而提高信道估計性能。
在完成動態(tài)子載波分組和子載波選擇后，可以進(jìn)行動態(tài)信道估計。其中可以根據(jù)用戶的子載波分組數(shù)選擇適當(dāng)?shù)男诺拦烙嬎惴ā?br> 圖4為根據(jù)本發(fā)明實施例的自適應(yīng)MIMO-OFDMA系統(tǒng)中上行鏈路信道估計流程示意圖。在此實施例中，假定該OFDMA系統(tǒng)為自適應(yīng)多輸入多輸出正交頻分多址(MIMO-OFDMA)系統(tǒng)。MIMO系統(tǒng)通過在收發(fā)兩端均安置多根天線，可以實現(xiàn)在不增加信號頻譜帶寬的情況下成倍提高無線通信系統(tǒng)的容量。自適應(yīng)MIMO-OFDMA系統(tǒng)通常適用于準(zhǔn)靜態(tài)的慢變無線信道環(huán)境。在該系統(tǒng)中，基站可以根據(jù)各個用戶的信道條件動態(tài)分配信道資源，即每個用戶使用的子載波數(shù)和天線數(shù)都是動態(tài)可變的。為了實現(xiàn)全維度的自適應(yīng)，基站需要知道所有活動用戶的所有天線的完整頻域信道響應(yīng)。
如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明，在該自適應(yīng)MIMO-OFDMA系統(tǒng)中，上行鏈路信道估計包括以下步驟步驟401針對用戶u，對導(dǎo)頻符號內(nèi)的子載波進(jìn)行分組，其中用戶u的導(dǎo)頻子載波分組數(shù)和導(dǎo)頻符號的數(shù)目是可變的，并且用戶u的每組導(dǎo)頻子載波分組中的子載波數(shù)相等；在這里，首先分別針對每個用戶的信道條件，比如最大多徑時延，對導(dǎo)頻符號內(nèi)的子載波進(jìn)行分組，其中同一用戶的不同導(dǎo)頻符號的子載波分組方法相同。也就是說，將N個子載波分成大小相同的Gu組，每組的子載波數(shù)目Mu=NGu.]]>其中，導(dǎo)頻符號數(shù)和子載波分組的數(shù)目Gu都是動態(tài)可變的。
步驟402為每個用戶的每根天線在相應(yīng)的子載波分組中選取導(dǎo)頻子載波；在這里，根據(jù)基站是否具有用戶信道的先驗信息來選取導(dǎo)頻子載波。當(dāng)基站缺乏用戶信道的先驗信息時，只需為用戶u的每根天線在每個子載波分組中隨機(jī)選取一個導(dǎo)頻子載波，只要保證不與現(xiàn)有用戶天線的導(dǎo)頻子載波重復(fù)即可；當(dāng)基站具有用戶信道的先驗信息時，基站根據(jù)窄帶干擾的分布情況，為用戶u的每根天線在每個子載波分組中選取一個導(dǎo)頻子載波。在保證不與現(xiàn)有用戶天線的導(dǎo)頻子載波重復(fù)的前提下，盡可能避免選擇窄帶干擾所在位置的導(dǎo)頻子載波，從而提高信道估計性能。
步驟403對用戶u的天線k的導(dǎo)頻位置進(jìn)行LS信道估計，得到Gu個導(dǎo)頻位置的LS信道估計結(jié)果，其中k的取值范圍為1到Ku，Ku為用戶u的天線數(shù)，Gu為第u個用戶的子載波分組數(shù)，并且Gu是2的冪次；步驟404將Gu個導(dǎo)頻位置的LS信道估計結(jié)果映射到一個OFDM符號內(nèi)，得到N×1維矢量 其中，t為時域變量t∈{1，...，P}，n為頻域變量n∈{1，...，N}；N為OFDM符號的子載波數(shù)，P為導(dǎo)頻符號數(shù)；步驟405判斷子載波分組數(shù)是否大于分組數(shù)最小值，當(dāng)子載波分組數(shù)大于分組數(shù)最小值時，執(zhí)行步驟406及其后續(xù)步驟，當(dāng)子載波分組數(shù)小于或者等于分組數(shù)最小值時，執(zhí)行步驟409及其后續(xù)步驟；步驟406對 中Gu個導(dǎo)頻位置的LS信道估計值進(jìn)行插值運算，得到每個子載波分組中第一個子載波位置的信道估計 H‾uk=[H‾u,1k,...,H‾u,Guk]T;]]>在這里，可以對LS信道估計值執(zhí)行任意的插值算法，并且優(yōu)選采用線性插值算法。
步驟407對插值得到的Gu個子載波分組中第一個子載波位置的LS信道估計 進(jìn)行Gu點的IFFT變換，得到用戶u的天線k的時域信道沖激響應(yīng)估計 h‾uk=IFFT(H‾uk)=[h‾u,1k,...,h‾u,Guk]T;]]>步驟408對 進(jìn)行截短和補零，得到 并對 進(jìn)行N點的FFT變換，得到用戶u的天線k的完整的頻域信道響應(yīng)HUK~=FFT(huk~);]]>步驟409對 中Gu個導(dǎo)頻位置的LS信道估計結(jié)果進(jìn)行插值運算，得到用戶u的天線k的完整的頻域信道響應(yīng) 其中Gumin為第u個用戶的導(dǎo)頻子載波分組數(shù)的最小值。
此處，步驟409中也可以對LS信道估計結(jié)果執(zhí)行任意的插值算法，并且同樣優(yōu)選采用線性插值算法。
需要特別說明的是本發(fā)明不僅適用于OFDMA系統(tǒng)，對于發(fā)射機(jī)使用離散傅立葉變換(DFT)和逆離散傅立葉變換(IDFT)模塊、接收機(jī)使用頻域均衡(FDE)模塊的單載波頻分復(fù)用(SC-FDMA)系統(tǒng)也同樣適用。
以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種正交頻分多址OFDMA系統(tǒng)中的導(dǎo)頻子載波分組方法，其特征在于，針對用戶u，對導(dǎo)頻符號內(nèi)的子載波進(jìn)行分組，其中用戶u的導(dǎo)頻子載波分組數(shù)和所述導(dǎo)頻符號的數(shù)目都是可變的，并且用戶u的每組導(dǎo)頻子載波分組中的子載波數(shù)相等；其中，u的取值范圍為從1到U，U為OFDMA系統(tǒng)中的所有用戶數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)頻子載波分組方法，其特征在于，當(dāng)所述OFDMA系統(tǒng)中無線信道的最大多普勒頻率偏移增大時，所述導(dǎo)頻符號數(shù)的最大值降低。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)頻子載波分組方法，其特征在于，當(dāng)所述OFDMA系統(tǒng)需要同時支持的用戶數(shù)和/或天線數(shù)增加時，所述導(dǎo)頻符號數(shù)增加。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)頻子載波分組方法，其特征在于，當(dāng)所述OFDMA系統(tǒng)需要提高頻譜效率時，所述導(dǎo)頻符號數(shù)降低。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)頻子載波分組方法，其特征在于，所述導(dǎo)頻符號數(shù)為P，導(dǎo)頻符號數(shù)最小值為Pmin，導(dǎo)頻符號數(shù)最大值為Pmax，該OFDMA系統(tǒng)中無線信道的最大多普勒頻率偏移為fm，P的取值范圍為1=Pmin≤P≤Pmax∝1fm.]]>
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)頻子載波分組方法，其特征在于，當(dāng)用戶u的最大多徑時延Lu增加時，該用戶u的導(dǎo)頻子載波分組數(shù)的最小值Gumin增加，并且Gumin≥Lu]]>，且Gumin是2的冪次。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)頻子載波分組方法，其特征在于，當(dāng)所述OFDMA系統(tǒng)需要同時支持的用戶數(shù)和/或天線數(shù)增加時，每個用戶的導(dǎo)頻子載波分組數(shù)降低。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)頻子載波分組方法，其特征在于，當(dāng)無線信道估計的精度要求越高時，每個用戶的導(dǎo)頻子載波分組數(shù)越大。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)頻子載波分組方法，其特征在于，Lu≤Gumin≤Gu≤Gumax=N;]]>其中Lu為第u個用戶的最大多徑時延；Gumin為第u個用戶的導(dǎo)頻子載波分組數(shù)的最小值；Gumax為第u個用戶的導(dǎo)頻子載波分組數(shù)的最大值；Gu為第u個用戶的子載波分組數(shù)，并且Gu是2的冪次；N為OFDM符號的子載波數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)頻子載波分組方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括，為用戶u的每根天線從屬于相同或不同導(dǎo)頻符號的每個子載波分組中，選擇一個導(dǎo)頻子載波。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的導(dǎo)頻子載波分組方法，其特征在于，當(dāng)基站沒有用戶信道的先驗信息時，為用戶u的每根天線從屬于相同或不同導(dǎo)頻符號的每個子載波分組中，隨機(jī)選擇一個導(dǎo)頻子載波，只要不與本用戶的其他天線和其他用戶的天線選擇相同的導(dǎo)頻子載波即可。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的導(dǎo)頻子載波分組方法，其特征在于，當(dāng)基站具有用戶信道的先驗信息時，為用戶u的每根天線從屬于相同或不同導(dǎo)頻符號的每個子載波分組中，選擇一個不處于窄帶干擾所在位置或窄帶干擾較弱位置的導(dǎo)頻子載波，且同時要滿足不與本用戶的其他天線和其他用戶的天線選擇相同的導(dǎo)頻子載波。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的導(dǎo)頻子載波分組方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括A、對用戶u的天線k的導(dǎo)頻位置進(jìn)行LS信道估計，得到Gu個導(dǎo)頻位置的LS信道估計結(jié)果，其中k的取值范圍為1到Ku，Ku為用戶u的天線數(shù)，Gu為第u個用戶的子載波分組數(shù)，并且Gu是2的冪次；B、將所述Gu個導(dǎo)頻位置的LS信道估計結(jié)果映射到一個OFDM符號內(nèi)，得到N×1維矢量 N為OFDM符號的子載波數(shù)，戶為導(dǎo)頻符號數(shù)，t為時域變量，n為頻域變量；C、當(dāng)Gu≤Gumin]]>時，對所述 中Gu個導(dǎo)頻位置的LS信道估計結(jié)果進(jìn)行插值運算，得到用戶u的天線k的完整的頻域信道響應(yīng) 其中Gumin為第u個用戶的導(dǎo)頻子載波分組數(shù)的最小值。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的導(dǎo)頻子載波分組方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括A、對用戶u的天線k的導(dǎo)頻位置進(jìn)行LS信道估計，得到Gu個導(dǎo)頻位置的LS信道估計結(jié)果，其中k的取值范圍為1到Ku，Ku為用戶u的天線數(shù)，Gu為第u個用戶的子載波分組數(shù)，并且Gu是2的冪次；B、將所述Gu，個導(dǎo)頻位置的LS信道估計結(jié)果映射到一個OFDM符號內(nèi)，得到N×1維矢量 N為OFDM符號的子載波數(shù)，P戶為導(dǎo)頻符號數(shù)，t為時域變量，n為頻域變量；C、當(dāng)Gu>Gumin]]>時，對所述 中Gu個導(dǎo)頻位置的LS信道估計值進(jìn)行插值運算，得到每個子載波分組中第一個子載波位置的信道估計 H‾uk=[H‾u,1k,...,H‾u,Guk]T;]]>D、對插值得到的Gu個子載波分組中第一個子載波位置的信道估計 進(jìn)行Gu點的逆傅立葉變換IFFT，得到用戶u的天線k的時域信道沖激響應(yīng)估計 h‾uk=IFFT(H‾uk)=[h‾u,1k,...,h‾u,Guk]T;]]>E、對 進(jìn)行截短和補零，得到 F、對 進(jìn)行N點的傅立葉變換FFT，得到用戶u的天線k的完整的頻域信道響應(yīng)H~uk=FFT(h~uk).]]>
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的導(dǎo)頻子載波分組方法，其特征在于，所述插值運算為線性插值運算。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種正交頻分多址(OFDMA)系統(tǒng)中導(dǎo)頻子載波分組方法，針對用戶u，對導(dǎo)頻符號內(nèi)的子載波進(jìn)行分組，其中用戶u的導(dǎo)頻子載波分組數(shù)和導(dǎo)頻符號的數(shù)目都是可變的，并且用戶u的每組導(dǎo)頻子載波分組中的子載波數(shù)相等；其中，u的取值范圍為從1到U，U為OFDMA系統(tǒng)中的所有用戶數(shù)?；趯?dǎo)頻子載波分組方法，本發(fā)明還提出了一種信道估計方法。應(yīng)用本發(fā)明以后，可以盡可能地增加系統(tǒng)中能夠同時支持的用戶數(shù)和/或天線數(shù)，并且借助分配給每個用戶的部分頻率資源，能夠獲取所有活動用戶的所有天線的完整頻域信道響應(yīng)。另外，能夠避免或減小窄帶干擾的影響，提高信道估計性能，并且同時兼顧信道估計的性能和復(fù)雜度。
文檔編號H04L5/02GK1988434SQ20051013016
公開日2007年6月27日 申請日期2005年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月19日
發(fā)明者侯曉林, 張戰(zhàn), 加山英俊 申請人:株式會社Ntt都科摩